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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrradsattelposters aus einem geschlossenzelligen Schaum sowie ein entsprechendes Fahrradsattelpolster.
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Bekannte Fahrradsattelpolster sind aus offenzelligen Schäumen wie Polyurethanschäumen (PU-Schäume) oder aus geschlossenzelligen Schäumen wie Ethylenvenylacetat-Schäumen (EVA-Schäume) hergestellt. PU-Schäume weisen den Vorteil auf, dass diese in der Herstellung günstig sind, da es sich um geelartige Massen handelt, die gut gelagert werden können und zur Verarbeitung in einer geschlossenen Form unter Zugabe von Wärme expandieren. So ist es möglich auch komplexe dreidimensionale Formen eines Fahrradsattelpolsters mit PU-Schäumen herzustellen. Diese weisen unter anderem den Vorteil auf, dass die Dämpfungseigenschaften beziehungsweise die Shore-Härte über die gesamten Polsterbereiche relativ homogen sind. Allerdings weisen PU-Schäume gering Rückstellkräfte auf, da beim Zusammendrücken des Polsters die Luft aus den Luftporen des Schaums entweicht. Außerdem weisen PU-Sattelpolster aus PU-Schäumen den Nachteil auf, dass diese relativ schwer sind. Dies ist darin begründet, dass die Poster eine relativ hohe Dichte aufweisen müssen, um eine ausreichende Dämpfung zu gewährleisten. Hier muss berücksichtigt werden, dass insbesondere Sportsättel ein Gesamtgewicht von gegebenenfalls weniger als 200 Gramm aufweisen. Eine Gewichtseinsparung von 5 bis 10 Gramm beim Polster weist daher bereits eine erhebliche Gewichtsreduzierung des Fahrradsattels auf.
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Insbesondere aufgrund des Gewichtes von PU-Schäumen sind auch Fahrradpolster aus EVA-Schäumen bekannt. Diese haben neben dem Vorteil des geringeren Gewichts den Vorteil, dass die Rückstellkraft für die Stoßabsorption besser ist. Allerdings ist die Herstellung von Fahrradsätteln aus EVA-Schäumen kostenintensiv. Diese erfolgt auf Basis von quaderförmigem beziehungsweise mattenförmigem Ausgangsmaterial. Ein derartiger Schaumgrundkörper kann durch Fräsen materialabtragend bearbeitet werden, um eine dreidimensionale Form eines Fahrradsattelpolsters zu erzielen. Das Fräsen von EVA-Schäumen ist sehr aufwendig. Ferner können komplexe Oberflächen nur aufwändig abgebildet werden.
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Eine weitere Möglichkeit der Herstellung von dreidimensionalen Fahrradsattelpolstern aus EVA-Schäumen besteht darin einen quaderförmigen Schaumgrundkörper aus EVA durch Thermoverformung plastisch zu verformen. Bei diesem Verformungsverfahren besteht allerdings der Nachteil, dass der EVA-Schaum teilweise stark komprimiert werden muss. Dies führt dazu, dass die geschlossenen Luftzellen des EVA-Schaums zerstört werden. Dies kann auch dazu führen, dass das Schaummaterial aufgrund des hohen Drucks bei der Verformung reißt. Ein wesentlicher Nachteil der starken Kompression von EVA-Schäumen besteht darin, dass in den stark verformten Bereichen die Shore-Härte sehr stark zunimmt. Dies kann dazu führen, dass in den stark verformten Bereich das Fahrradsattelpolster aus EVA-Schaum annähernd keine Dämpfungswirkung mehr hat. Bei einer Verformung eines 20 mm starken EVA-Schaums durch Komprimierung auf 8 mm werden nahezu alle Luftzellen zerstört und weisen in diesem Bereich keine Dämpfungseigenschaften mehr auf. Die Herstellung von komplexen dreidimensionalen Fahrradsattelpolstern aus EVA-Schäumen durch Thermoverformung ist daher nicht möglich.
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Des Weiteren ist es bekannt, anatomisch geformte Fahrradsattelpolster mit positiven ergonomischen Eigenschaften aus mehreren Schaumlagen herzustellen. Hierbei ist es möglich Polsterstärken von insgesamt 4 bis 18 mm zu realisieren. Derartige Unterschiede sind durch Thermoverformung von EVA-Schäumen nicht realisierbar. Mehrteilige bzw. mehrlagige Polster weisen jedoch den Nachteil auf, dass bei der Verarbeitung ein Verschieben der Schaumteile zueinander auftreten kann. Auch kann aufgrund der Mehrschichtigkeit eine Verhärtung auftreten.
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Aus
EP 0 728 660 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrradsattelpolsters bekannt, bei dem der Grundkörper des Polsters zunächst ausgestanzt und anschließend einer Thermoverformung unterzogen wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrradsattelpolsters aus einem geschlossenporigen Schaum mit einer dreidimensionalen insbesondere komplexen Form bei im Wesentlichen homogenen Dämpfungseigenschaften zu schaffen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein entsprechendes Fahrradsattelpolster zu schaffen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 beziehungsweise ein Fahrradsattelpolster gemäß den Ansprüchen 13 und 14.
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Aufgrund der positiven Eigenschaften geschlossenzellig Schäume wie EVA-Schäumen erfolgt die Herstellung des erfindungsgemäßen Fahrradsattels durch einen geschlossenzelligen Schaum. Ein insbesondere quaderförmiger Schaumgrundkörper wird zunächst durch Materialabtrag bearbeitet. Hierdurch erfolgt die Herstellung eines Rohpolsters. Das Rohpolster weist eine der Endformen des Fahrradsattelpolsters angenäherte Form auf. Da durch den Materialabtrag erfindungsgemäß jedoch nur eine Annäherung an die Endform erfolgt, ist dies technisch relativ einfach realisierbar. Es wird in diesem Fall keine komplexe dreidimensionale Form erzeugt. Erfindungsgemäß wird sodann in einem weiteren Arbeitsschritt zur Erzielung der Endform des Fahrradsattelpolsters das Rohpolster thermoplastisch verformt. Eine komplexe dreidimensionale Ausgestaltung erfolgt somit durch die thermoplastische Verformung. Aufgrund der erfindungsgemäßen Kombination mit einer materialabtragenden Bearbeitung eines Schaumgrundkörpers und einer anschließenden thermoplastischen Verformung eines der Endform angenäherten Form des Rohpolsters ist es möglich komplexe dreidimensionale Sattelpolster aus geschlossenzelligem Schaum herzustellen, ohne dass ein zu starkes Verdichten des Schaums und somit ein starkes Erhöhen der Härte des Polsters erfolgt. Erfindungsgemäß kann somit ein aus einem einzigen Stück hergestelltes Sattelpolster aus geschlossenenzelligem Schaum hergestellt werden, wobei einerseits die Vorteile geschlossenzelliger Schäume insbesondere die hohe Rückstellkraft und die gute Stoßabsorbtion genutzt, andererseits die nachteilige Erhöhung der Härte durch zu starke thermische Verformung vermieden werden kann.
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Da zur Herstellung des Rohpolsters der Schaumgrundkörper der Endform des Fahrradpolsters nur angenähert werden muss, ist es bevorzugt, dass der Schaumgrundkörper eine ebene Unterseite aufweist und diese zur Materialabtragung auf einer flächigen Auflage angeordnet werden kann. Es ist insofern einfach möglich den Schaumgrundkörper zum Materialabtrag beispielsweise durch Ansaugen auf einer flächigen Auflage zu fixieren. Es ist bevorzugt, dass der Materialabtrag durch Fräsen oder Sägen erfolgt. Besonders bevorzugt ist es zum Materialabtrag eine Bandsäge zu verwenden. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass der Materialabtrag schnell und kostengünstig erfolgt. Desweiteren ist die Staubentwicklung beim Sägen deutlich geringer als beim Fräsen. Erfindungsgemäß ist es möglich, dass bei dem Materialabtrag, die Endform nicht vollständig und exakt hergestellt wird, da dies sodann durch das Umformen erfolgt. Es sind somit gewisse Ungenauigkeiten beim Materialabtrag zulässig. Dies stellt einen wesentlichen Vorteil der erfindungsgemäßen Kombination der beiden Herstellungsverfahren dar. Anstelle des Fräsens des Schaumgrundkörpers zur Herstellung des Rohpolsters ist es auch möglich eine materialabtragende Bearbeitung durch Schneiden mit Hilfe eines Heizdrahtes oder eines Wasserstrahls durchzuführen. Selbstverständlich sind auch Kombinationen unterschiedlicher materialabtragender Verfahren möglich.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt der Materialabtrag ausschließlich an einer Oberseite des Schaumgrundkörpers. Die Verformung der Unterseite des Schaumkörpers zur Herstellung eines komplexen dreidimensionalen Fahrradsattelpolsters erfolgt sodann mit Hilfe der Thermoverformung. Hierdurch ist es beispielsweise möglich im Bereich der Sitzknochen ein dickeres Fahrradsattelpolster zu realisieren, um den Sitzkomfort zu verbessern.
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Des Weiteren ist es möglich auch einen Materialabtrag an der Unterseite vorzunehmen. Hierdurch kann zunächst ein Materialabtrag an der Oberseite erfolgen. Im nächsten Schritt wird der Schaumkörper sodann gewendet, um einen Materialabtrag an der ursprünglichen Unterseite des Schaumkörpers vorzunehmen. Um den an der Oberseite bereits bearbeiteten Schaumkörper zum weiteren Materialabtrag fixieren zu können, ist es bevorzugt diesen in eine Schale zu legen, wobei der gewendete Schaumgrundkörper, der in seiner Oberseite bereits bearbeitet ist, in der Schale angesaugt werden kann. Bevorzugt ist es hierbei ferner, dass die Schale eine Innenseite beziehungsweise Innenkontur aufweist, die im Wesentlichen zu der Oberfläche der bearbeiteten Oberseite komplementär ist. Hierdurch ist ein gutes Fixieren in der Schale möglich.
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Ein Rohpolster, das je nach Ausführungsform an der Ober- und/oder Unterseite durch Materialabtrag bearbeitet ist wird zur Thermoverformung in eine heiße und/oder beheizbare Form gelegt. Der Hohlraum dieser entspricht bei geschlossener Form der Endform des Fahrradsattelpolsters. Es könnte lediglich noch ein gewisser Überstand am Rand vorgesehen sein, der erst nach der Thermoverformung abgeschnitten wird. Das Herstellen der Außenkontur des Fahrradsattelpolsters insbesondere durch Schneiden kann auch vor oder nach dem Schritt der materialabtragenden Bearbeitung erfolgen.
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Durch die erfindungsgemäße Kombination einer materialabtragenden Bearbeitung mit einer Thermoverformung ist es ferner möglich Bereiche unterschiedlicher Shore-Härten zu definieren. Einerseits kann die Herstellung des Rohpolsters so nah am Endpolster sein, dass die Dämpfungseigenschaften beziehungsweise die Härte des Fahrradsattelpolsters im Wesentlichen über seinen gesamten Bereich homogen ist. Andererseits ist es auch möglich, bewusst in gewissen Bereichen weniger Material abzutragen so dass bei der Thermoverformung eine stärkere Verformung und somit eine Erhöhung der Härte erfolgt. Es ist somit mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich ein Fahrradsattelpolster herzustellen, das in einzelnen Bereichen eine klar definierte sich unterscheidende Härte aufweist.
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Besonders geeignet für die Herstellung des erfindungsgemäßen Fahrradsattelpolsters sind EVA-Schäume. Andererseits ist die Herstellung auch mit anderen geschlossenzelligen geschäumten Polymeren möglich, wobei es sich insbesondere um geschlossenzellige geschäumte Thermoplaste handelt. Neben EVA können auch geschlossenzellige Polystyrole, Polypropylene, Polyvinylchloride und Polyurethane verwendet werden.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrradsattelpolster, das vorzugsweise nach vorstehend beschriebenem Verfahren hergestellt wurde. Ein derartiges Fahrradsattelpolster ist insbesondere für Sportsättel geeignet, da das Eigengewicht des Fahrradsattelpolsters gering ist. Das erfindungsgemäße Fahrradsattelpolster ist aus einem einstückigen geschlossenzelligen Schaum hergestellt, dessen Dämpfungseigenschaften über das gesamte Fahrradsattelpolster um weniger als 30% insbesondere weniger als 20% variieren.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrradsattelpolster, das ebenfalls vorzugsweise mit dem vorstehenden Verfahren hergestellt ist und für Sportsättel besonders gut geeignet ist. Ein derartiges Fahrradsattelpolster, das eine selbstständige Erfindung darstellt weist eine Shore-Härte über den gesamten Fahrradsattelbereich auf, die um weniger als 20% insbesondere weniger als 10% variiert.
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Des Weiteren ist es bevorzugt, dass die Polsterdicke um mehr als 50% insbesondere um mehr als 80% variieren kann. Beispielsweise ist das Poster im dünnsten Bereich nur 2 mm stark und im dicksten Bereich insbesondere im Bereich der Sitzknochen 20 mm stark. Die Veränderung der Dicke beträgt somit 18 mm beziehungsweise 90%.
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Im Nachfolgenden wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 einen quaderförmigen Schaumgrundkörper
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2 einen an seiner Oberseite durch Materialabtrag bearbeiteten Schaumgrundkörper und
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3 ein Längsschnitt durch ein durch thermoplastische Verformung des in 2 dargestellten Rohpolsters hergestelltes Fahrradsattelpolster.
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Bei einem Schaumgrundkörper 10 handelt es sich beispielsweise um ein quaderförmiges Stück EVA-Schaum beziehungsweise ein Stück EVA-Schaummatte. Eine Oberseite 12 wird beispielsweise durch Vertikal-Fräsen bearbeitet, so dass die Oberfläche 12 die in 2 dargestellte Oberflächenkontur aufweist. Eine Unterseite 14 des Schaumgrundkörpers 10 ist hierbei eben, so dass der Schaumgrundkörper 10 auf einfache Weise auf einer ebenen Auflage zur Materialabtragung fixiert werden kann.
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Nach Herstellen des in 2 dargestellten Rohpolsters 16 durch Vertikal-Fräsen oder mittels einer Bandsäge wird das Rohpolster 16 in eine Form zur thermoplastischen Verformung eingelegt. Zuvor wird der Schaum auf über 100°C für mehrere Minuten erwärmt. Die Temperatur und Dauer der Erwärmung ist hierbei insbesondere von dem verwendeten Material bzw. der Materialzusammensetzung abhängig. Das durch die Erwärmung weiche Material wird sodann verformt. Der innere Hohlraum der Form weist bei geschlossener Form die dreidimensionale Form des Endproduktes des Fahrradsattelpolsters auf. Insbesondere ist die Form aus zwei Halbschalen aufgebaut, wobei die eine Halbschale die komplementäre Form einer Unterseite 18 und die andere Halbschale die komplementäre Form einer Oberseite 20 des fertigen Fahrradpolsters 22 aufweist. Nach erfolgter Verformung wird die Form bei geringer Temperatur von insbesondere unter 10°C für bspw. mindestens eine Minute abgekühlt, wobei die Kühltemperatur und die Kühldauer wiederrum von dem verwendeten Material und insbesondere der Materialzusammensetzung abhängig ist. Durch die Kühlung entsteht eine dauerhaft stabile Form.
